bab ii teori penunjang 2.1 korosi pada bajalib.ui.ac.id/file?file=digital/124996-r040863-studi...

Universitas Indonesia

4

BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 KOROSI PADA BAJA

Korosi merupakan proses degradasi kualitas/mutu logam akibat adanya

reaksi dengan lingkungan ketika dipakai atau dioperasikan. Korosi sebagai suatu

reaksi elektrokimia yang memberikan kontribusi kerusakan fisik suatu material

secara signifikan sehingga perlu perhatian untuk mencegah dan meminimalisasi

kerugian yang timbul akibat efek korosi. Peristiwa ini seringkali terjadi di

berbagai sektor kehidupan, utamanya di lingkungan industri yang cukup banyak

menggunakan logam seperti industri kimia, petrokimia serta sejumlah industri

infrastuktur.(1)

Gambar 2.1 Pengaruh Lingkungan terhadap Material(3)

Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Reaksi

elektrokimia melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron

merupakan hasil reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Mekanisme korosi melalui

reaksi elektrokimia melibatkan reaksi anodik di daerah anodik. Reaksi anodik

Studi efektifitas lapis..., Bunga Prameswari, FT UI, 2008

5


(oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi atau produk elektron-

elektron. Proses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu

ion (n+) dalam pelepasan n elektron. Reaksi katodik juga berlangsung di proses

korosi. Reaksi katodik diindikasikan melalui penurunan nilai valensi atau

konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodic.(4)

Reaksi anodik pada proses korosi :(5)

- Korosi logam : M M+n

+ ne- (1)

- Oksidasi ion ferrous : Fe2+

Fe3+

+ e- (2)

- Evolusi oksigen : 2H2O O2+ 4H+ + 4e

- (3)

Reaksi Katodik pada proses korosi :

- Evolusi hidrogen (asam) : 2H+

+ 2e H2 (4)

- Reduksi oksigen (asam) : O2 + 4H+

+ 4e 2H2O (5)

- Reduksi oksigen (netral/basa) : O2+ 2H2O + 4e 4OH (6)

- Reduksi ion logam : M+3

+ e- M

+2 (7)

- Deposisi logam : M+

+ e- M (8)

2.1.1 Korosi pada Baja Karbon (Bare Steel)

Baja karbon, paling banyak digunakan untuk material keteknikan,

diperkirakan 85% dari produksi baja dunia. Walaupun terdapat keterbatasan

terhadap ketahanan korosi, baja karbon banyak digunakan untuk aplikasi kelautan

(maritim), nuklir, transportasi, proses kimia, industri perminyakan, refining, pipa

saluran, konstruksi pertambangan dan peralatan proses logam.(6)

Baja karbon secara alami memiliki keterbatasan terhadap kandungan

paduannya, biasanya di bawah 2% dari total penambahan. Namun penambahan

tersebut secara umum tidak menghasilkan perubahan terhadap ketahanan korosi.


6


Terkecuali weathering steel, dengan penambahan sedikit tembaga, krom, nikel,

dan phosphorus dapat mereduksi laju korosi pada lingkungan tertentu.(6)

Baja merupakan material yang banyak digunakan untuk aplikasi pipa

saluran air, khususnya low carbon steel. Dengan peningkatan karbon, kekerasan

dan kekuatan akan meningkat sehingga low carbon steel digunakan karena

memiliki sifat mekanis yang baik, mudah dibentuk atau difabrikasi dan harga

yang relatif murah. Namun baja terdiri dari beberapa fasa dan terdapat

ketidakhomogenan pada permukaan sehingga dapat menyebabkan lokal sel

elektrokimia. Hal tersebut menyebabkan rendahnya ketahanan korosi dari baja

karena reduksi katodik mudah terjadi sehingga menyebabkan porous sebagai

produk korosi dan tidak terbentuk produk sampingan seperti lapisan pasif.(6)

Reaksi dari baja karbon terhadap korosi tanah tergantung pada sifat utama

tanah dan faktor lingkungan, seperti kelembaban dan oksigen. Faktor tersebut

dapat mempengaruhi laju korosi. Tanah dengan kadar air tinggi, konduktivitas

elektrik tinggi, tingkat keasaman tinggi, larutan garam tinggi akan menjadi

lingkungan yang sangat korosif.

Pengkaratan pada baja :(3)

2Fe + 2H2O + O2 2Fe(OH)2 (9)

2Fe(OH)2 + H2O + O2 2Fe(OH)3 (10)

Gambar 2.2 Proses Korosi Menunjukkan Kebalikan Proses Metalurgi(3)


7


Gambar 2.3 Diagram Pourbaix Fe pada 25˚ C(2)

Proses korosi baja (Fe) secara termodinamika dapat diprediksi dengan

menggunakan diagram pourbaix (potensial/V-pH). Pada potensial lebih positif

dari -0.6 dan pada pH dibawah 9, ion ferrous (Fe2+

atau Fe II) merupakan zat yang

stabil. Hal ini mengindikasikan bahwa Fe akan terkorosi pada kondisi tersebut.

Pada daerah lain, dapat dilihat bahwa korosi Fe akan menghasilkan ion ferric

(Fe3+

or Fe III), ferric hydroxide [Fe(OH)3], ferrous hydroxide [Fe(OH)2] dan

pada kondisi yang sangat basa terbentuk ion kompleks HFeO2-. Produk korosi

yang padat akan berbeda dari produk korosi sebelumnya, yaitu ferric oxide

(Fe2O3) dan magnetite (Fe3O4).

Tabel 2.1 Produk Korosi pada Baja(19)

Senyawa Warna Oksidasi Struktur

Fe2O3.H2O

Fe(OH)3

Merah

Kecoklatan Fe

3+ Hematite

Fe3O4 Hitam Fe2+/3+

magnetite/lodestone

Fe(OH)2 Biru/Hijau Fe2+

Dapat larut, warna dapat berubah sesuai

tingkat keasaman (pH)

FeO Hitam Fe2+

pyrophoric

Sistem proteksi katodik berdasarkan NACE internasional (NACE RP-01-

69"Section 6-Criteria for Cathodic Protection") memiliki kriteria potential

proteksi -0,850 V vs Cu/CuSO4 atau -053 V vs. SHE.


http://corrosion-doctors.org/Experiments/iron-products.htm#Hematite

8


Gambar 2.4 Potensial Proteksi Katodik (-053 V vs. SHE)(20)

Penggunaan baja di dalam tanah selalu menggunakan proteksi,

karena tanpa proteksi, baja dapat mengalami localized corrosion atau pitting.

Serangan korosi biasanya dihasilkan dari perbedaan sel-sel aerasi, seperti

terhubung dengan jenis tanah yang berbeda, atau menghasilkan sel-sel galvanis

yang terhubung dengan baja di dalam tanah, dan juga adanya stray current flow

atau arus yang tersesat, yang dapat menjadi jalan bagi serangan pitting. Salah satu

bentuk utama dari proteksi korosi adalah aplikasi dari coating. Tetapi coating

biasanya jarang digunakan pada tanah karena bentuk fisiknya yang mudah cacat,

sehingga diperlukan aplikasi lain seperti penggunaan proteksi katodik yaitu

impressed current.(7)

Gambar 2.5 Korosi Tanah pada Pipa Saluran(7)

Pipa saluran air maupun gas yang terpendam dalam tanah dapat

mengalami korosi dimana tidak terdeteksi hingga mengalami kebocoran seiring

berjalannya waktu. Respon baja karbon terhadap korosi tanah tergantung dari sifat


9


tanah dan beberapa faktor lain seperti kelembaban dan oksigen. Tanah dengan

kandungan air tinggi, konduktivitas listrik tinggi, keasaman tinggi, dan terdapat

banyak garam terlarut oleh air karena aerasi yang buruk pada air akan memicu

bakteri anaerob pereduksi sulfat.

2.1.3 Korosi pada Baja Galvanis

Ada dua alasan utama mengapa zinc digunakan sebagai protektif coating

pada besi dan baja. Pertama, zinc sendiri secara alami memiliki ketahanan

terhadap korosi pada kondisi atmosferik. Kedua, zinc cenderung bersifat

elektronegatif terhadap besi sehingga akan berkorban untuk memproteksi.

Galvanizing membentuk ikatan antara zinc dan material iron/steel yang

merupakan barrier untuk material itu sendiri. Proteksi dengan galvanizing ini

menggunakan prinsip proteksi katodik jika coating tersebut rusak. Ketika

perbedaan potensial antara logam memacu driving force laju korosi, akan terjadi

mekanisme korosi galvanik dengan kontak elektrolit.

Selain itu metode coating atau lapisan galvanisasi secara umum memiliki

keuntungan antara lain :(8)

Bebas pemeliharaan hingga 50 – 100 tahun pada lingkungan atmosferik

Performa yang cukup lama pada tanah, air dan lingkungan kimia

Tidak perlu dilakukan ‘touch-up’

Performa baik pada temperatur rendah dan tinggi

Dapat di daur ulang

Ketahanan korosi logam zinc secara alami merupakan hal yang penting

terhadap coating zinc. Sifat elektrokimia merupakan hal penting ketika lapisan

zinc mengalami kerusakan dan terekspos dengan baja sehingga zinc akan


10


berkorban melindungi baja. Produk korosi dari zinc secara alami menutupi

rusaknya coating dan mencegah korosi baja lebih lanjut.

Keefektifan dari proses hot dip galvanizing berasal dari perlindungan

elektrokimia yang disediakan oleh zinc. Zinc sendiri termasuk logam yang relatif

tahan terhadap korosi karena adanya lapisan tipis campuran dari oksida, karbonat,

hidroksida zinc yang melindungi logam di bawahnya. Tingkat keparahan dari

korosi galvanik tergantung pada rasio luas permukaan logam yang bersentuhan,

lamanya pembasahan oleh larutan konduktif, dan konduktivitas dari elektrolit.

Pada situasi dimana zinc terkorosi untuk melindungi baja, massa dari zinc yang

tersedia akan menentukan performa dari perlindungan.

Gambar 2.6 Diagram Pourbaix untuk Zn

Zinc (Zn) memiliki daerah pasif untuk air tanpa adanya CO2 seperti yang

ditunjukkan pada diagram pourbaix Zn. Untuk pH antara 8,5 – 11, Zn akan

bersifat pasif membentuk Zn(OH)2. Ketika CO2 dibebaskan pada media korosif

maka daerah pasif menjadi lebih besar dimana dapat dicapai pada pH antara 6 –

11 karena terbentuknya lapisan film protective zinc carbonate dimana lapisan ini

kuat pada atmosfer pedesaan, agak agresif pada atmosfer perkotaan. Untuk pH

<8-9, maka akan terjadi reaksi berikut :

Anodik : Zn Zn2+

+ 2e-

(11)

Katodik : 2H+ + 2e

- H2 (12)

O2 + 2H2O + 4e- 4OH

- (13)


11


Untuk coating Fe dengan Zn, tingkat korosi akan semakin besar pada

daerah dekat lapisan penghalang Fe karena potensial pada daerah ini akan

semakin besar. Untuk daerah yang besar/luas perlu diperhatikan bahwa

peningkatan jarak dari Zn akan meningkatkan potensial dari permukaan baja dan

pada jarak tersebut maka korosi akan terjadi karena peningkatan konduktivitas.

Untuk mengatasinya, coating Zn harus langsung terkontak dengan elektrolit untuk

memproteksi daerah lapisan penghalang Fe.

Galvanisasi berhasil digunakan untuk memproteksi baja pada lingkungan

air (fresh water). Fresh water merupakan semua bentuk air kecuali air laut. Fresh

water dapat diklasifikasikan sesuai asalnya seperti sungai, danau, industri maupun

air kanal. Korosi zinc pada fresh water merupakan proses yang kompleks akibat

banyaknya impurities pada air. Contohnya air hujan mengandung oksigen,

nitrogen, karbon dioksida dan gas larut lainnya, juga penambahan partikel debu

dan asap.

Air bawah tanah membawa mikroorganisme, erosi tanah, pembusukan

tanaman, larutan garam seperti calcium, magnesium, iron, manganese dan

suspensi bahan koloid. Semua substansi tersebut juga dipengaruhi faktor lain,

seperti pH, temperatur dan pergerakan yang mempengaruhi struktur dan

komposisi dari produk korosi yang terbentuk pada permukaan zinc. Perbedaan

kecil pada kandungan atau kondisi fresh water dapat memproduksi perubahan

substansi produk dan laju korosi.

2.2 KOROSI PIPA BAJA DALAM TANAH (SOIL CORROSION)

Tanah merupakan salah satu faktor lingkungan yang menyebabkan

terjadinya korosi. Korosi pada tanah merupakan hal yang penting, terutama untuk

struktur yang dipendam dalam waktu lama. Dengan demikian digunakan metode

proteksi terhadap lingkungan akibat korosi tersebut. Contoh dari korosi pada

tanah berhubungan dengan minyak, gas, pipa saluran air, buried storage tank

(umumnya pada pangkalan gas), kabel lisrtrik untuk komunikasi, sistem jangkar

maupun casing sumur. Sistem-sistem tersebut diharapkan dapat beroperasi secara

kontinu dalam waktu yang lama sehingga harus dilindungi dari korosi tanah.(9)


12


Korosi pada tanah merupakan fenomena yang kompleks, dengan berbagai

variable yang saling terkait. Reaksi kimia yang terjadi melibatkan hampir setiap

elemen yang berada pada tanah tersebut, dan banyak diantaranya yang belum

diketahui secara tuntas. Variasi sifat dan karakteristik tanah merupakan faktor

utama penyebab korosi pada struktur yang terpendam.(9)

Beberapa faktor yang

dapat mempengaruhi laju korosi pada tanah antara lain tekstur dan struktur tanah,

resistivitas, keasaman (pH), kelembaban (moisture content), kelarutan garam,

aerasi (kandungan oksigen), kadar sulfat, kadar klorida, maupun aktivitas

mikrobiologi.

Gambar 2.7 Hubungan antar faktor yang mempengaruhi korosi pada tanah(9)

2.2.10 Tekstur dan Struktur Tanah

Tanah merupakan kumpulan mineral, bahan organik, air, dan gas (udara).

Tanah terbentuk dengan kombinasi proses terjadinya cuaca (angin, air) maupun

pembusukan organik. Contohnya, humus memiliki kandungan bahan organic yang

sangat tinggi. Sedangkan pasir pantai tidak mengandung bahan organic. Variasi

sifat dan karakteristik tanah dapat mempengaruhi terjadinya korosi pada sebuah

struktur.(9)


13


Tanah dibedakan berdasarkan komposisi dan interaksi terhadap beberapa

faktor terhadap lingkungan. Tanah pada umumnya diklasifikasikan tergantung

dari range ukuran partikelnya, yaitu jenis pasir (sand), lumpur (silt), dan tanah liat

(clay). Partikel berukuran antara 0.07 hingga 2 mm merupakan jenis pasir,

lumpur mempunyai range 0.005 mm hingga 0.07, sedangkan tanah liat

mempunyai range diameter 0.005 mm hingga berukuran koloid. Perbandingan

ukuran antara ketiga jenis partikel tersebut akan menentukan perbedaan sifat

tanah.(4)

Tabel 2.2 Ukuran Partikel pada Tekstur Tanah(9)

Category Diameter (mm)

Sand (very coarse) 1.00-2.00

Sand (coarse) 0.50-1.00

Sand (medium) 0.25-0.50

Sand (fine) 0.10-0.25

Sand (very fine) 0.05-0.10

Silt 0.002-0.05

Clay <0.002

Tekstur tanah merupakan distribusi partikel mineral dalam tanah tersebut.

Tanah dengan kadar pasir yang tinggi memiliki kandungan air yang sedikit,

sedangkan tanah liat mengandung banyak air. Saat ini tanah diklasifikasikan

secara global, dapat digunakan pada banyak lokasi. Pada klasifikasi ini, tanah

dipertimbangkan sebagai suatu individu tiga dimensi yang dapat disamakan

terhadap sifat fisik, kimia, dan meneralogi.(9)


14


Gambar 2.8 Perbandingan ukuran pasir, lumpur, dan tanah liat membentuk

klasifikasi tanah berdasarkan ukuran partikel(4)

Kondisi tanah ditentukan oleh tahapan evolusi tanah tersebut karena tanah

dapat berkembang dan berubah sesuai berjalannya waktu. Faktor iklim sepeti

curah hujan, pergerakan udara, serta cahaya matahari dapat menyebabkan

perubahan sifat tanah seiring waktu. Curah hujan sangat berhubungan dengan

reaksi asam atau basa yang berkembang seiring perubahan strukur tanah. Ketika

curah hujan tinggi, air tersaring ke dalam tanah dan melarutkan komponen

terlarut. Keasaman yang terbentuk tergantung dari banyak faktor seperti mineral

awal tanah tersebut, aktivitas biologi, dan temperatur, berhubungan dengan

kondisi kelembaban. Curah hujan tinggi hingga sedang dengan temperatur hangat

akan menurunkan aktivitas organik, kecuali jika kandungan air cukup banyak

untuk mencegah maksimum aerasi untuk aktivitas mikrobiologi.(4)

2.2.11 Resistivitas

Resistivitas telah digunakan sebagai indikator utama terhadap korosi pada

tanah. Saat transfer ion bereaksi dengan korosi pada tanah, resistivitas tanah yang

tinggi akan memperlambat reaksi korosi. Resistivitas tanah berkurang dengan

meningkatnya kandungan air dan konsentrasi ion. Resistivitas tanah memiliki

pengaruh yang kuat terhadap laju korosi.(4)


15


Tingkat kekerasan korosi pada tanah berdasarkan resistivitas tanah dapat dilihat

pada tabel berikut :

Tabel 2.3 Pengaruh Resistivitas Tanah terhadap Laju Korosifitas(9)

Soil Resistivity (ohm cm) Corrosivity Rating

>20,000 Essentially non-corrosive

10,000 to 20,000 Mildly corrosive

5,000 to 10,000 Moderately corrosive

3,000 to 5,000 Corrosive

1,000 to 3,000 Highly corrosive

<1,000 Extremely corrosive

Pada umumnya, resistivitas tinggi (diukur dalam ohm-cm) akan

menunjukkan laju korosi yang rendah. Resistivitas tanah meningkat dari beberapa

faktor, contohnya tanah dengan partikel halus memiliki resistivitas rendah

sehingga memudahkan terjadinya reaksi korosi.1 Namun resistivitas tanah bukan

satu-satunya parameter yang menyebabkan kerusakan korosi. Resistivitas tanah

yang tinggi tidak menjamin keberadaan korosi.(9)

Konduktivitas tanah merupakan hal yang penting sebagai bukti mekanisme

elektrokimia yang dapat digunakan untuk kontrol laju korosi. Konduktivitas yang

tinggi akan mengakibatkan laju korosi yang tinggi. Konduktivitas tanah

merupakan hal penting untuk stray-current corrosion.(4)

2.2.12 Keasaman (pH)

pH adalah sebuah ukuran dari derajat konsentrasi ion hidrogen.4 Tanah

biasanya mempunyai pH antara 5-8 sehingga tidak terlalu berpengaruh terhadap

laju korosi. Pada range tersebut, pH umumnya bukan variable dominan yang

menyebabkan kecepatan korosi. Semakin asam sifat tanah menunjukkan resiko

korosi yang serius terhadap baja, besi tuang, dan zinc coating. Tingkat keasaman

tanah disebabkan oleh leaching mineral, dekomposisi tumbuhan (seperti pohon

jarum), limbah industri, hujan asam, dan beberapa bentuk aktivitas mikrobiologi.


16


Tanah yang bersifat basa cenderung memiliki sodium, potassium, magnesium dan

calcium. Kedua zat terakhir cenderung membentuk endapan kalsium pada struktur

sehingga bersifat protektif terhadap korosi. Besar pH dapat mempengaruhi

larutnya produk korosi dan aktifitas mikrobiologi.(9)

Gambar 2.9 Korosi Logam pada Tanah dipengaruhi pH(11)

pH pada tanah juga merupakan hal penting karena mengandung nutrisi

seperti Nitrogen (N), Potassium (K), dan Phosphorus (P) yang dibutuhkan

tumbuhan untuk berkembang. Jika pH tanah di bawah 5,5 maka tumbuhan dapat

membentuk Nitrogen dalam bentuk nitrat. Sedangkan Phosphorus terbentuk pada

pH tanah antara 6 dan 7.(11)

Keasaman tanah menjadi bagian dari terbentuknya asam karbonat dari

karbon dioksida akibat aktivitas biologi dan air. Selain itu, keasaman tanah juga

disebabkan oleh perubahan cuaca, jenis mineral tanah, hilangnya kebasaan atau

elemen asli akibat leaching, terbentuknya keasaman organik dan inorganik akibat

aktivitas mikrobiologi, pengeluaran akar, polusi terhadap tanah khususnya limbah

industri.(4)

2.2.13 Kelembaban (Moisture Content)

Air merupakan elektrolit yang memicu reaksi elektrokimia sehingga

menyebabkan korosi. Perbedaan tersebut disebabkan oleh aliran air jenuh dan

tidak jenuh pada tanah yang berhubungan dengan pergerakan air dari daerah yang

basah menuju daerah yang kering. Kejenuhan air tergantung dari ukuran dan

distribusi pori, tekstur, struktur, dan bahan organik.(9)


http://soil.gsfc.nasa.gov/NFTG/nitrocyc.htm

17


Korosi pada tanah atau soil corrosion adalah jenis korosi aqueous dengan

mekanisme elektrokimia. Namun kondisi pada tanah dapat menggeser atmosferik

menjadi keadaan immersed tergantung dari kepadatan tanah dan kadar kristal air

(moisture content). Walaupun mekanismenya merupakan elektrokimia, banyak

karakteristik tanah yang akan meningkatkan korosifitas seperti hujan, iklim

maupun reaksi pada tanah tersebut.(4)

Pada tanah, air dibutuhkan untuk ionisasi untuk oksidasi pada permukaan

logam. Air juga dibutuhkan untuk ionisasi elektrolit tanah, untuk melengkapi

sirkulasi aliran arus pada aktivitas korosi. Dengan demikian, air mempunyai

pengaruh dalam terjadinya korosi pada tanah.(4)

Kelembaban tanah sangat penting terhadap mekanisme korosi, contohnya

tanah yang mengandung pasir kering akan lebih tahan korosi dibandingkan tanah

yang mengandung tanah liat basah. Tipe Kelembaban tanah antara lain :(4)

1. Free ground water

Air berada pada kedalaman tertentu, bervariasi dari beberapa meter hingga

ratusan meter tergantung pembentukan geologi. Hanya sebagian kecil

logam yang digunakan pada kondisi bawah tanah (underground)

digunakan pada kondisi lingkungan air. Korosi pada kondisi ini adalah

korosi lingkungan aqueous.

2. Gravitational water

Air masuk ke dalam tanah melalui permukaan dari hujan atau sumber lain

bergerak ke bawah. Air gravitasi ini akan mengalir dengan kecepatan

tertentu dipengaruhi struktur fisik meliputi pori-pori tanah pada berbagai

daerah. Pada umumnya, air gravitasi ini tersaring dengan cepat hingga ke

tingkat air tanah permanen.

3. Capillary water

Kebanyakan tanah terdiri dari bebrapa jumlah air pada ruang kapiler pada

partikel lumpur dan tanah liat. Jumlah aktual air tersebut dipengaruhi jenis

tanah dan kondisi cuaca. Kelembaban kapiler tersebut merupakan

penyimpanan air pada tanah yang akan di kirim kepada binatang maupun

tumbuhan yang hidup di alamnya.


18


Pergerakan air dalam tanah dapat di ukur dengan mekanisme gravitasi,

aksi kapilaritas, tekanan osmosis, dan interaksi elektrostatik dengan partikel tanah.

Kapasitas pengikatan kelembaban dari tanah (Moisture-holding capacity) adalah

kemampuan tanah untuk mengikat air yang ada dalam bentuk air kapiler.

Kapasitas pengikatan air pada tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah. Tanah

jenis pasir yang kasar akan mengandung sedikit air, sedangkan tanah jenis tanah

liat yang halus akan mengandung banyak air. Contohnya tanah liat memiliki

moisture-holding capacity yan lebih besari dari tanah jenis pasir. Derajat korosi

yang di ukur pada tanah berhubungan dengan moisture-holding capacity. Namun

hal ini merupakan hubungan yang kompleks sehingga digunakan untuk aplikasi

prediksi.(4)

2.2.14 Kelarutan garam(4)

Air pada tanah dianggap sebagai larutan untuk garam pada tanah

menghasilkan larutan tanah. Pada daerah dengan curah hujan besar, konsentrasi

garam yang terlarut semakin kecil akibat mekanisme pelarutan (leaching).

Sebaliknya, tanah pada daerah gersang akan mengandung banyak garam yang

dibaea ke lapisan permukaan tanah oleh pergerakan air.

Pada umumnya, kation yang biasa terdapat pada tanah adalah potassium,

sodium, magnesium dan calcium. Tanah yang bersifat basa memiliki kandungan

sodium dan potassium yang tinggi, sedangkan tanah kapur terutama mengandung

magnesium dan calcium. Garam dari empat elemen tersebut cenderung

meningkatkan korosi logam. Elemen basa yang terkandung seperti calcium,

magnesium, dan sebagainya akan membentuk oksida yang tidak larut dan

karbonat pada kondisi bukan asam. Endapan tak larut tersebut akan menghasilkan

lapisan protektif pada pernukaan logam sehingga mengurangi aktivitas korosi.

Anion pada tanah memiliki peran yang sama pentingnya dengan kation.

Kegunaan anion dalam proses adalah menguraikan kation dalam konduktivitas

dan sel konsentrasi juga memiliki aksi tambahan jika bereaksi dengan kation dari

logam dan membentuk garam yang tidak larut. Contohnya jika logam yang

dipendam adalah timbal dan terdapat anion sulfat pada tanah, maka alan terbentuk


19


lapisan timbal sulfat yang tidak dapat larut, mengendap pada permukaan logam

membentuk penghalang kehilangannya logam.

Hubungan penting lain antara garam pada tanah dan korosi adalah

aktivitas biologi. Ketika tanaman tumbuh dan mikroorganisme tergantung dari

kebutuhan nutrisi mineral inorganik yang akan membentuk variasi kandungan

mineral pada tanah seperti sulfur dan sulfat yang berhubungan dengan aktivitas

bakteri. Kandungan garam pada tanah juga dapat disebabkan oleh aktivitas

manusia. Penyuburan tanaman akan memasukan banyak bahan kimia ke dalam

tanah. Limbah industri seperti limbah garam akibat produksi industri minyak dan

kondisi lain dapat merubah larutan tanah sehingga bereaksi dengan struktur

logam.

2.2.15 Aerasi (Kandugan oksigen)

Selain kelembaban tanah, oksigen bebas akan mempengaruhi proses

korosi. Oksigen berkombinasi dengan ion logam membentuk oksida, hidroksida

dan garam logam. Volum air yang ada pada tanah berhubungan dengan

konsentrasi oksigen yang ada di dalamnya. Pada tanah yang kering, kondisi

menjadi aerob dan kecepatan difusi oksigen menjadi lebih cepat. Perubahan

kering ke basah atau anaerob-aerob, akan meningkatkan laju korosi daripada pada

lingkungan tanah yang konstan. Konsentrasi oksigen meningkat dengan fluktuasi

air dan udara juga memacu variasi aktivitas biologi pada tanah.(4)

Konsentrasi oksigen berkurang seiring meningkatnya kedalaman tanah.

Pada tanah yang bersifat netral atau basa, konsentrasi oksigen merupakan

pengaruh penting terhadap laju korosi yang dapat membantu reaksi katodik.

Selain itu, keberadaan mikroba, seperti bakteri penghilang Sulfatin (Sulfate

Reducing Bacteria), dapat menyebakan tingginya laju korosi walaupun dalam

keadaan anaerob. Penggalian dapat meningkatkan derajat areasi pada tanah.

Potensial redoks merupakan dasar untuk mengukur derajat aerasi pada tanah.

Potensial redoks yang tinggi menunjukan semakin banyaknya kandungan oksigen.

Jumlah redoks yang rendah menunjukan kondisi konduktif terhadap aktifitas


20


mikrobiologi. Pengambilan sampel tanah mempengaruhi oksigen dan kestabilan

redoks.(9)

Ruang pori pada tanah dapat mengandung air maupun gas. Aerasi pada

tanah secara langsung berhubungan dengan ruang pori dan kandungan air. Tanah

bertekstur halus dengan kandungan tanah liat yang tinggi memiliki patikel yang

lebih padat dan memiliki kapasitas pori untuk difusi gas yang lebih sedikit

dibandingkan tanah jenis pasir.(4)

Kandungan oksigen pada tanah merupakan hal menarik pada korosi.

Secara umum diasumsikan bahwa gas di atas lapisan tanah adalah sama

komposisinya dengan di dalam tanah, kecuali kandungan karbon dioksida yang

tinggi. Pada kenyataannya, akar tanaman akan menyebabkan oksigen berpenetrasi

ke dalam tanah dan dapat diasumsikan gas tanah tersebut berada pada kedalaman

6 m atau lebih mengandung jumlah oksigen yang signifikan.(4)

Difusi gas ke dalam tanah dapat dipengaruhi oleh iklim. Temperatur

berubah dari pagi hingga malam menyebabkan ekspansi dan kontraksi gas ke

permukaan tanah. Selain itu aktivitas biologi akan menurunkan kadar oksigen

menggantikan oksigen dengan gas dari aktivitas metabolisme seperti karbon

dioksida. Kebanyakan aktivitas biologi terdapat pada di atas 150 mm dalam tanah

dan pada daerah tersebut difusi akan berjalan dengan cepat.(4)

2.2.16 Kadar Sulfat

Dibandingkan dengan efek korosi oleh ion klorida, sulfat umumnya lebih

tidak berbahaya terhadap reaksi korosi material logam. Namun, beton dapat

terserang oleh kadar sulfat yang tinggi. Keberadaan sufat merupakan resiko utama

terjadinya korosi jika dalam bentuk sulfida dengan adanya bakteri pengurang

sulfat.(9)

2.2.17 Kadar Cl-

Ion klorida umumnya bersifat merusak ketika bereaksi dengan larutan

anodik logam dan dapat menurunkan resistivitas tanah. Ion klorida dapat


21


ditemukan secara alami pada tanah akibat air tanah payau dan sejarah geologi

dasar laut. Konsentrasi ion klorida pada elektolit tanah dapat bervariasi sesuai

dalam kondisi basah atau kering.(9)

2.2.18 Microbiologically Influenced Corrosion

Microbiologically influenced corrosion (MIC) adalah korosi yang

diakibatkan adanya aktifitas dan metabolisme mikroorganisme. Bakteri, jamur dan

mikroorganisme lain merupakan hal utama pada korosi tanah. Kasus korosi oleh

mikroorganisme ini banyak terjadi pada paduan logam.(4)

Tabel 2.4 Karakteristik Bakteri pada Umumnya Berhubungan dengan Korosi

Tanah (Iron-based alloys)(9)

Jenis Kondisi Tanah Aksi

Metabolisme

Jenis Produksi Keterangan

Sulfate-

reducing

bacteria (SRB)

Anaerobic,

mendekati nilai

pH netral,

adanya ion

sulfat. Biasanya

bergabung

dengan tanah

liat

Mengkonversi

sulfat menjadi

sulfida

Iron sulfide,

Hydrogen

sulfide

Banyak terjadi

pada korosi besi

dan baja. Genus

desulfovibrio

tersebar luas

Iron-oxidizing

bacteria (IOB)

Asam, aerobic Oksidasi ion

ferrous menjadi

ion ferric

Sulfuric acid,

Iron sulfate

Contohnya genus

Thiobacillus

Sulfur-

oxidizing

Bacteria (SOB)

Asam, aerobic Oksidasi sulfur

dan sulfida

membentuk

sulfuric acid

Sulfuric acid Umumnya genus

Thiobacillus

Iron bacteria

(IB)

Aerobic,

mendekati nilai

pH netral

Oksidisai ion

ferrous menjadi

ion ferric

magnetite Contohnya genus

Gallionella.

Biasanya

bergabung

dengan deposit

dan gejala

pembentukan

Beberapa mikroorganisme berkembang dengan pesat pada kondisi aerob

dan yang lain berkembang pada kondisi anaerob. Kondisi pH dan keberadaan


22


nutrisi memegang peranan untuk menentukan jenis mikroorganisme yang

berkembang pada lingkungan tanah tersebut. Mikroorganisme berhubungan

dengan korosi meliputi (4)

Bakteri anaerob, meningkatkan korosifitas akibat proses metabolisme

Bakteri aerob, mengakibatkan korosi mineral asam

Jamur, mengakibatkan korosi akibat metabolisme, seperti asam organik

dapat mendegradasi coating organic dan kayu

2.3 GALVANISASI

Diperkirakan 40% produksi zinc di dunia digunakan untuk hot-dip

galvanizing besi dan baja, dan hal ini cukup membuat zinc sebagai coating

protektif terbanyak di dunia. Zinc tersebut digunakan karena pertimbangan mudah

diaplikasikan, biaya rendah, dan ketahanan korosi tinggi. Hot dip galvanizing

merupakan salah satu metode proteksi logam, yaitu coating atau pelapisan, yang

berfungsi memisahkan struktur dari lingkungan yang korosif. Setiap pelapisan

memiliki tujuan yang berbeda-beda, tergantung aplikasi dan jenis pelapisan itu

sendiri. Dalam dunia industri, coating umumnya diberikan sebagai bagian dari

proses finishing.(11)

zinc-metallizing zinc-rich paints hot-dip galvanizing

Gambar 2.10 Berbagai Proses Galvanizing(8)

Selain hot-dip galvanizing, proses galvanizing juga dapa dilakukan dengan

cara zinc-metallizing dan zinc-rich paints. Zinc-metallizing (plating) adalah proses

pemberian zinc melalui heated gun yaitu dengan pelelehan dan spray di atas


23


struktur menggunakan udara bertekanan (pembakaran gas). Zinc-rich paints

merupakan pemberian partikel zinc menggunakan kuas maupun spray. Sedangkan

hot-dip galvanizing merupakan proses pencelupan baja ke dalam lelehan zinc.(8)

2.4.5 Proses Hot Dip Galvanizing

Hot dip galvanizing adalah proses pelapisan dengan menggunakan zinc

untuk material besi atau baja dengan mencelupkan material pada wadah (bath)

yanag di dalamnya terdapat lelehan zinc. Proses ini banyak dijumpai pada hampir

semua industri besar yang melibatkan penggunaan besi atau mild steel, seperti

proses kimia, kertas, otomotif dan industri transportasi. Proses hot-dip galvanizing

terdiri dari tiga tahapan umum yaitu preparasi permukaan, galvanizing dan

inspeksi.(12)

Gambar 2.11 Tahapan Proses Hot-Dip Galvanizing(12)

2.4.5.1 Preparasi Permukaan

Preparasi permukaan merupakan hal yang paling penting dalam pemberian

coating. Jika preparasi permukaan salah atau tidak tepat maka akan menyebabkan

coating tersebut mengalami kegagalan sebelum waktu umur pakainya. Kegagalan

juga terjadi saat baja dicelupkan ke lelehan zinc, maka bagian baja yang belum


24


bersih akan tidak tercoating. Proses preparasi permukaan terdiri dari tiga tahapan

yaitu caustic cleaning, acid pickling dan fluxing.(12)

Gambar 2.12 Tahapan Preparasi Permukaan Hot-Dip Galvanizing(13)

- Caustic Cleaning (Degreasing)

Larutan basa yang panas biasanya digunakan untuk memindahkan

kontaminasi organik seperti kotoran, bekas cat, lemak dan minyak dari

permukaan logam. Epoxies, vinyls, asphalt maupun welding slag harus

dihilangkan sebelum tahap galvanizing dengan grit-blasting, sand-blasting

atau cara mekanik lainnya.

Gambar 2.13 Proses Caustic Cleaning(8)

- Pickling

Kerak (scale) dan karat dihilangkan dari permukaan logam dengan

pickling dalam larutan hot sulfuric acid atau ambient temperature

hydrochloric acid. Preparasi permukaan juga bisa melalui abrasive

cleaning sebagai alternatif dari chemical cleaning. Abrasive cleaning


25


merupakan proses dimana pasir, penembakan logam atau grit terhadap

baja dengan air blasts atau rotating wheels.

- Fluxing

Fluxing merupakan tahapan preparasi terakhir untuk menghilangkan

oksida dan mencegah oksida lebih lanjut terbentuk pada permukaan

logam. Metode pemberian flux tergantung dari penggunaan proses

galvanizing basah atau kering. Pada proses galvanizing kering, baja

dicelupkan (pre-fluxed) ke dalam lautan zinc ammonium chloride

kemudian dikeringkan sebelum dicelup ke lelehan zinc. Sedangkan pada

proses galvanizing basah, cairan zinc ammonium chloride diapungkan di

atas lelehan zinc. Kemudian baja akan melewati flux menuju lelehan zinc.

2.4.5.2 Galvanizing

Pada tahapan ini, material seluruhnya dicelupkan kedalam wadah yang

berisi minimum 98% lelehan zinc murni. Menurut American Society for Testing

and Materials (ASTM) spesifikasi B 6. Temperatur wadah dijaga sekitar 840 F

(449˚ C). Produk yang difabrikasi dicelupkan hingga mencapai temperatur wadah.

Logam zinc bereaksi dengan permukaan besi atau baja membentuk zinc/iron

intermetallic alloy. Kemudian produk diangkat perlahan dari wadah, kelebihan

zinc dihilangkan draining, vibrating/centrifuging.

Gambar 2.14 Pengangkatan Produk dari Lelehan Zinc(8)

Reaksi metalurgi yang dihasilkan dari pembentukan dan struktur lapisan

zinc/iron alloy berlanjut hingga produk di angkat dari wadah, selama temperatur

produk mendekati temperatur wadah. Produk didinginkan pada air maupun udara

sesegera mungkin setelah di angkat dari wadah. Akibat proses galvanizing


26


mencelupkan semua bagian material, maka semua permukaan alan tercoating.

Galvanizing memberikan proteksi baik pada bagian luar maupun bagian dalam

struktur (pipa).

2.4.5.3 Inspeksi

Dua karakteristik coating hot-dip galvanizing yang dipertimbangkan

setelah proses adalah ketebalan coating dan penampakan coating. Sejumlah

variasi fisik dan pengujian laboraturium dapat digunakan untuk menentukan

ketebalan, keseragaman, dan penampakan. Proses inspeksi untuk produk galvanis

ini termasuk mudah dan cepat, juga hanya membutuhkan sedikit buruh. Hal ini

termasuk penting karena menentukan kualitas produk.

Produk galvanis dikeluarkan, diterima dan disetuji dengan standar seperti

ASTM, Canadian Standards Association (CSA), dan American Association of

State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Standar tersebut

meliputi semua persyaratan untuk minimun ketebalan coating untuk berbagai

kategori maupun komposisi zinc yang digunakan pada proses

Gambar 2.15 Inspeksi Proses Hot Dip Galvanizing(8)

2.4.6 Sifat Fisik Coating Galvanis

2.4.6.1 Ikatan Metalurgi

Galvanizing membentuk ikatan metalurgi antara zinc dan besi/baja yang

merupakan penghalang (barrier) bagi logamnya sendiri. Selama galvanizing,

lelehan zinc bereaksi dengan besi/baja membentuk rangkaian lapisan zinc/iron

alloy. Dari foto mikro ditunjukkan bahwa coating galvanis terdiri dari tiga lapisan

paduan dan lapisan zinc murni


27


Gambar 2.16 Foto Mikro Coating Galvanis(12)

2.4.6.2 Ketahanan Impak dan Abrasi

Dari gambar diatas, terdapat nilai kekerasan Diamond Pyramid Number

(DPN). DPN merupakan sebuah pengukuran kekerasan yang semakin maju.

Semakin besar nilai DPN, maka kekerasan semakin tinggi. Khususnya Gamma,

Delta, lapisan Zeta layers lebih keras dibandingkan baja dasarnya. Kekerasan dari

lapisan tersebut memiliki pengecualian rusaknya proteksi coating terhadap abrasi.

Lapisan Eta dari coating galvanis bersifat sedikit ductile sehingga menyediakan

ketahanan impak.

Kekerasan, keuletan dan keseragaman akan menghasilkan proteksi yang

tidak sama sehingga dapat rusak selama penggunaan. Jika coating galvanis rusak,

maka akan terjadi prinsip proteksi katodik terhadap baja. Zinc akan menyediakan

proteksi katodik selama coating tersisa.

2.4.6.3 Proteksi Coner & Edge

Proses galvanizing secara alami menghasilkan coating atau lapisan yang

paling tidak ketebalannya sama pada bagian pojok (corner) dan pinggir (edge)


28


maupun seluruh bagian produk. Kebanyakan coating mengalami kerusakan pada

bagian pinggir, sehingga membutuhkan proteksi tambahan.

Gambar 2.17 Foto Mikro Galvanized Edge(8)

2.5 MONITORING KOROSI

Gambar 2.18 Teknik Monitoring Korosi pada Plant Proses(9)

Pengujian korosi dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis utama yaitu : (11)

1. Pengujian laboratorium, dimana kondisi dapat ditentukan dan dikontol

secara tepat.

2. Pengujian lapangan (pengujian pada lingkungan aslinya), dimana replika

sampel pengujian logam atau paduan yang disebut coupon test atau

specimen terekspos ke kondisi lingkungan aktual dalam kondisi servis,

misalnya atmosfer, tanah (ground), laut dan sebagainya.


29


3. Pengujian saat aplikasi, dimana specimen pengujian yang biasanya

mengambil bentuk komponen manufaktur terekspos ke sebagian kondisi

yang digunakan, misalnya pada proses pengaliran di plant kimia.

2.5.1 Uji Kehilangan Berat (Weight Loss Test)

Weight-loss coupons adalah metode monitoring korosi yang paling banyak

digunakan dan paling banyak disalahgunakan. Teknik tersebut disalahgunakan

dengan kebiasaan mengulangi kesalahan bahwa coupon ditempatkan pada posisi

terdapatnya aliran fluida di sekitarnya sehingga tidak representatif dengan

peralatan yang disimulasikan seharusnya. Pada kasus sacrificial alloy coatings

dimana terdapat komponen korosi yang berat jenisnya berbeda dari paduannya,

maka lebih baik menggunakan berat jenis dari komponen yang terkorosi (daripada

berat jenis paduannya) untuk menghitung kehilangan tebal rata-rata.

Corrosion coupons kemungkinan paling banyak digunakan untuk material

konstruksi untuk mendeteksi serangan permanen dari perubahan korosifitas.

Coupons menggambarkan kerusakan korosi selama periode waktu dan hanya

digunakan pada kondisi dimana peningkatan laju korosi dapat diukur. Bentuk dan

dimensi coupon dapat bervariasi sesuai persyaratan pengujian. Sebelum coupon

test diletakkan pada lingkungan pengujian selama periode tertentu, maka produk

korosi yang terbentuk sebelumnya harus dihilangkan. Metode penghilangan

produk korosi dapat dilakukan tanpa menyebabkan korosi lebih lanjut atau

kerusakan pada specimen. Ada banyak metode untuk pembersihan specimen yang

terkorosi, dapat diklasifikasikan sebagai berikut :(11)

1. Mechanical treatment.

Scrubbing with bristle brush.

Scraping.

Wire brushing.

Grit, shot sand blasting.

2. Chemical treatments.

Organic solvents.


30


Chemical reagents.

3. Electrolytic treatments.

Sulphuric acid.

Citric acid.

Potassium cyanide.

Caustic soda.

Untuk menentukan berat yang hilang dari logam dasarnya, pembersihan

produk korosi sebaiknya dilakukan dengan prosedur yang sama seperti

pembersihan awal. Dengan menimbang sebelum dan sesudah pembersihan, hasil

berat logam yang hilang dari pembersihan dapat digunakan untuk membenarkan

berat korosi yang hilang. Pengikisan produk korosi sampel juga diperlukan

sebelum menggunakan teknik kimia untuk menghilangkannya. Pengikisan ini

kemudian dapat dianalisa, misalnya X-ray diffraction untuk menentukan bentuk

kristal sebaik analisa kimia untuk melihat specific corrodants seperti klorida.

Penilaian kerusakan korosi dapat dilakukan dengan menjumlahkan daerah

permukaan specimen dan berat yang hilang selama pengujian ditentukan. Laju

korosi rata-rata kemudian dapat diperoleh dengan :(17)

(3.1)

Keterangan :

K = konstanta, lihat pada Tabel 2.5

T = time of exposure (jam)

A = luas daerah (cm2)

W = kehilangan berat (gram)

D = density (g/cm3), misalnya baja karbon = 7,86 g/cm

3 ; Zinc = 7,13 g/cm

3


31


Tabel 2.5 Konstanta Perhitungan Laju Korosi Berdasarkan Satuannya

Satuan Laju Korosi/Corrosion Rate Konstanta

Mils per year (mpy) 3,45 x 106

Inches per year (ipy) 3,45 x 103

Milimeters per year (mm/y) 8,76 x 104

Micrometers per year (µm/y) 8,76 x 107

Jika konstanta pada tabel tersebut tidak digunakan, laju korosi juga dapat

dihitung dengan konversi manual. Contohnya, jika logam yang digunakan adalah

baja dengan jumlah elektron = 2, massa atom = 55.85 g dan berat jenis = 7.88 g

cm-3

, maka konversinya adalah sebagai berikut :

Tabel 2.6 Konversi Perhitungan Laju Korosi

mA cm-2

mm year-1

mpy g m-2

day-1

mA cm-2

1 11.6 456 249

mm year-1

0.0863 1 39.4 21.6

mpy 0.00219 0.0254 1 0.547

g m-2

day-1

0.00401 0.0463 1.83 1

2.5.2 Uji Polarisasi

Tafel plots atau bagian linear dari polarisasi logcurrent anodik atau

katodik dan plot potensial di ekstrapolasi memotong garis potensial korosi. Laju

korosi yang rendah secara umum dapat diukur dengan cepat. Laju korosi biasanya

ditentukan dengan kesetimbangan antara reaksi elektrokimia yang berlawanan.

Reaksi anodik merupakan peristiwa logam teoksidasi dan melepaskan elektron

dan reaksi katodik merupakan peristiwa dimana larutan (umumnya O2 atau H+)

mengalami reduksi, memindahkan elektron dari logam. Ketika kedua reaksi ini

berada dalam kesetimbangan, aliran elektron dari setiap reaksi akan seimbang dan

tidak ada aliran elektron (arus listrik) terukur.

Dari gambar, sumbu vertikal adalah potensial dan sumbu horizontal adalah


32


logaritma dari arus yang terbentuk. Teori mengenai arus anodik-katodik

dijelaskan dengan garis lurus. Kurva garis merupakan total arus yaitu

penjumlahan dari arus anodik dan katodik.

Gambar 2.19 Proses Korosi menunjukkan Arus Anodik & Katodik

Potensial logam didapatkan dimana reaksi anodik dan katodik seimbang.

Kesetimbangan potensial didapatkan akibat hubungan listrik terhadap logam

(pengukuran Ecorr). Penjumlahan dari arus anodik dan katodik pada Ecorr

mepakan arus korosi (Icorr). Namun, Icorr tidak dapat diukur secara langsung

sehingga diperlukan teknik elektrokimia. Hal tersebut juga berlaku pada

penentuan laju korosi (corrosion rate). Berikut merupakan persamaan tafel yang

digunakan pada percoban polarization resistance :

(2.3)

Keterangan : Icorr = arus korosi (A)

Rp = polarization resistance

βa = anodic Beta Tafel Constant in volts/decade


33


βc = cathodic Beta Tafel Constant in volts/decade

(2.4)

Keterangan :

CR = laju korosi (corrosion rate)

K = konstanta, menjelaskan unit laju korosi

EW = berat ekivalen (gram/equivalent)

D = berat jenis (gram/cm3)

A = luas permukaan (cm2)

2.5.3 Uji Resistivitas Tanah

Tingkat korosifitas dapat ditentukan dengan mengetahui nilai resistivitas

dari tanah tersebut. Satuan yang dipakai untuk nilai resistivitas tanah adalah ohm-

cm. Resisitivitas dari suatu tanah secara numerik adalah nilai tahanan dari tanah

berbentuk kubus dengan dimensi 1 cm. Resistivitas tanah dapat diukur dengan

teknik Wenner four-pin technique atau dengan pengukuran elektromagnetik.

Selain itu pengukuran resistivitas tanah juga dapat dilakukan dengan metode soil

box dimana sampel diambil selama penggalian.

Detil operasi dari metode 4 terminal ini sangat beragam tergantung

peralatan pengukur yang digunakan tetapi prinsip pengukurannya sama. Nilai

tahanan tanah diukur antara 2 elektroda terdalam, sedangkan 2 elektroda terluar

berfungsi sebagai penghantar arus kedalam tanah. Nilai tahanan yang didapat

merupakan nilai rata–rata terhadap kedalaman tanah dimana sama dengan jarak

antar elektroda. Pada umumnya dengan semakin dalamnya tanah, harga tahanan

tanah akan mengalami penurunan.

Untuk mengukur resistivitas dari sampel tanah yang banyak/luas serta

pada kedalaman tertentu, yang umum digunakan adalah metode Wenner dengan

menggunakan 4 terminal. Dimana nilai resistivitas dari kedalaman tanah kurang

lebih sama dengan jarak antar elektroda.


34


Gambar 2.20 Sirkuit dasar metode Wenner, jarak (b), kedalaman elektroda harus

lebih kecil dibandingkan (a).

Persamaan Wenner :

(2.4)

Keterangan :

R = tahanan tanah yang terbaca pada layar pengukuran

A = jarak antar pin (cm)

ρ = resistivitas tanah (Ωcm)

Digital Soil Resistance

Meter 4610

Soil Resistance Meter

Nillson 100

Soil Box

Gambar 2.21 Beberapa Jenis Pengukur Resistivitas

2.5.4 Penilaian Umur Struktur (Life Assessment)

Pada struktur baja yang terpendam, terdapat dua hal utama yaitu umur

coating protektif dan laju korosi dari baja tersebut. Pada coating logam,

khususnya galvanizing, biasanya terjadi kerusakan akibat oksidasi atau degradasi


35


kimia. Kecepatan degradasi tersebut berhubungan dengan ketebalan coating yang

diaplikasikan sehingga merupakan fungsi dari laju korosi.

Contohnya, struktur baja memiliki ketebalan 2 mm dengan ketebalan hot

dip galvanized coating minimal 85 mikron, bagian dalam dan luar. Coating

galvanis memiliki laju korosi 6 micron per year dan struktur baja memiliki laju

korosi 30 micron per year sehingga dapat di perkirakan umur stuktur maupun

coating seperti berikut :

Tabel 2.7 Contoh Perhitungan Umur Struktur/Coating

Umur Coating Galvanis (85 micron coating)/(6 micron/year) 12 tahun

Umur Baja Terkorosi (2 mm)/(30 micron/year) 67 tahun

Total 79 tahun


bab ii teori penunjang 2.1 korosi pada bajalib.ui.ac.id/file?file=digital/124996-r040863-studi...

Documents